卡西米尔效应的物理机制与实验验证

1. 基本概念

卡西米尔效应（Kasimir Effect）是量子场论中的经典现象，表现为两个平行导体板在纳米间距下因量子真空涨落产生的恒定吸引力。

2. 理论推导

根据量子电动力学理论，真空中的虚光子交换产生零点能差，具体公式为：

ΔU = \frac{\pi^2 \hbar c}{240 d^3}

2.1 关键参数

• 普朗克常数：\hbar = 1.0545718 \times 10^{-34} \text{J·s}
• 光速：c = 299792458 \text{m/s}
• 间距d：10^{-9} - 10^{-7} \text{m}

3. 实验验证

4. 应用领域

1. 纳米级精密测量
2. 超疏水表面设计
3. 量子计算散热研究

5. 文献参考

1. H. B. G. Casimir, On the attraction between bodies of arbitrary shape in classical electrodynamics, Philosophical Magazine 3(10), 1938.

2. C. J. F. Buijs, et al., Physical Review Letters 22(13), 1969.